2010第6章 植物的生长生理

萌发的基本过程：
吸水 储存物质水解 芽出现
运输 细胞分裂
胚根、
⑴ 种子的吸水 ⑵ 呼吸作用变化/酶的活化和形成 ⑶ 有机物的转变
⑴ 种子的吸水 分3个阶段 ① 急剧的吸水：物理吸涨作用 ② 吸水的停止：细胞利用已吸收的水分进行代谢作用。 ③又迅速吸水： 胚根长出后，胚迅速长大，细胞体积
加大，是渗透性吸水。 见图
8-10 10-13
32-35 25-32
40-44 38-40
10-19
30-40
45-50
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一、种子萌发(Seed germination) 1、种子萌发的条件 （1）水分(Water)
（2）温度(Temperature)： 温度三基点 （3）氧气(Oxyzen) （4）光(Light): 需光种子：如莴苣，烟草，拟南芥等。 嫌光种子：西瓜属，黑种草属。 红光(680nm)、远红光（730nm)
B
B.形态学下端
A
3、细胞分化的生理基础√
细胞分化的第一步是建立极性。 然后进行不均等分裂。 合子的第一次分裂为不均等分裂；大的细胞发 育成胚柄，小的细胞发育成胚。 叶表皮细胞的不均等分裂：大的细胞仍发育成 表皮细胞，小的细胞发生均等分裂，发育成保 卫细胞
荠菜胚的形成 A-B.受精卵的第一次不均 等分裂； C-H.胚（小细胞）与胚柄 的形成； I.球状胚； J-K.由于球状胚近胚柄处的 胚细胞垂周分裂，形成心形 胚，出现叶和根的分化，近 胚柄侧形成胚根； L.鱼雷形胚； M.成熟胚，具有子叶、胚 根、胚芽，胚内有维管束。
变化等因素的影响
二、植物生长的相关性√ 植物各部分在生长上表现出既相互制约，又相互依赖、 相互促进的现象。 1、根与地上部生长的相关性 ⑴ 生理基础 √ ①地上部所需要的水分和矿物质主要是由根系供应的。 ②根部是全株的CTK 合成中心，然后运输到地上部去。 ③根系还能合成植物碱等含氮化合物。 ④地上部为根系生长提供有机物。 ⑵ 根冠比：根系与地上部的干重或鲜重之比。√
脱分化：已经分化的细胞，失去原有的分化状态， 又恢复分裂能力形成无组织的细胞团或愈伤组织， 这个过程称为脱分化。
胚状体：在特定条件下,由植物体细胞分化形成的 类似于合子胚的结构。又称体细胞胚或体胚。胚 状体已具有根茎两个极性结构，因此可一次性再 生出完整植株。
再分化：由脱分化状态的细胞再度分化形成另一 种或几种类型的细胞的过程，称为再分化。
二、细胞伸长的生理
细胞体积增加（酸生长理论）
干物质增加（细胞结构物质增加）
细胞周期的时序性由细胞周期蛋白和蛋白激酶共同控制
核体积增大/DNA增加
三、细胞分化的机理
⒈细胞全能性√
任何一个有核的植物细胞，都具备母体 的全部基因,在适宜的条件下可以发育成完整 的植株，这个性质叫细胞全能性。 细胞全能性是细胞分化的基础，是组织培养 和基因工程的理论基础
CO2
O2
胚根露出
0 12 24 36 48
发芽时数（h）
图 豌豆发芽过程中的呼吸作用和含水量的变化
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水在种子萌发中的作用 ①软化种皮：促进氧吸收，利于胚根突破种
皮 ②细胞质变为溶胶状态：酶活性增强，促进
贮藏物质分解代谢。 ③促进可溶性物质运输到幼芽、幼根，供其
生长需要
一、种子萌发(Seed germination) 1、种子萌发的条件 （1）水分(Water) （2）温度(Temperature)： 温度三基点 （3）氧气(Oxyzen) （4）光(Light):
第三节 植物生长的一般特性
一、植物生长的周期性
⒈生长大周期√
无论整株植物，还是植物的某一组织、 器官甚至某一细胞，在生长速度上都表现出 “慢—快—慢”的基本规律。即开始时生长 缓慢，以后逐渐加快，达到最高点，然后生 长速度又减慢以至停止。把生长的这三个阶 段总起来叫生长大周期。
S型生长曲线√
S
株 160
表9-1 交替暴露在红光 (R)和远红光(FR)下莴苣种子萌发情况
光处理
R R-FR R-FR-R
萌发率（%）
70 6 74
光处理
萌发率（%）
R -FR-R-FR
6
R -FR-R-FR -R
76
R -FR-R-FR -R –FR 7
黑暗
红光
远红光
图9-2莴苣种子在黑暗、红光和远红光下萌发情况
2、种子萌发过程中生理生化变化√
第 六 章 植 物 的 生 长 生 理
第一节 细胞的生长和分化
1、生长(Growth)√ 在发育过程中，细胞、器官或有机体的数目、
大小及重量的不可逆增加。 2、分化(Differentiation)√
来自同一个合子或遗传上同质的细胞转化为形 态、结构和功能上异质细胞的过程。 胚胎发生，营养器官发生，生殖器官发生 3、发育(Development)植物生长和分化的总称。
发育过程：合子 幼胚（种子） 幼苗 营养生长 生殖生长 新的合子
种子萌发 幼苗 营养生长 生殖生长 新的种子
植物细胞的生长
分裂期、伸长期、分化期
一、细胞分裂的生理
细胞周期：第一次分裂形成的新细胞到 下一次再分裂形成两个新细胞的过程。分裂 期和分裂间期
控制细胞周期的关键酶是依赖于细胞周 期蛋白的蛋白激酶（CDK）。
4.影响分化的条件 ⑴糖 低糖浓度时，形成木质部。 高糖浓度时，形成韧皮部。 糖质量浓度在中等水平时（25~35g/L）， 形成形成层、木质部、韧皮部。 ⑵光 黄化幼苗的组织分化很差。 ⑶ 植物激素 细胞分裂素/生长素 高：枝条； 低：根； 1：不分化
在组培中，加入生长素和细胞分裂素， 可以诱导愈伤组织分化出木质部。
基因表达
代谢改变
第二节 种子萌发和幼苗形成
一、种子萌发(Seed germination) 1、种子萌发的条件√ （1）水分(Water) （2）温度(Temperature)： 温度三基点 （3）氧气(Oxyzen) （4）光(Light):
需光种子：如莴苣，烟草，拟南芥等。 嫌光种子：西瓜属，黑种草属。 红光(680nm)、远红光（730nm)
② 脂肪的转变 脂肪 脂肪酶 甘油+脂肪酸（脂肪酶的自我催 化）。
脂肪酸 乙醛酸循环 乙酰辅酶A 琥珀酸
TCA循环 苹果酸 草酰乙酸 磷酸烯醇式
丙酮酸
葡萄糖
③蛋白质的转变
蛋白酶和肽酶。
细胞质
β-氧化
圆球体 乙醛酸循环体
乙醛酸 循环
线粒体
图10-2 油料种子发芽时脂肪转变为蔗糖的过程
CO2
蔗糖
CO2
需光种子：如莴苣，烟草，拟南芥等。 嫌光种子：西瓜属，黑种草属。 红光(680nm)、远红光（730nm)
表 8-2
作物种类
小麦 大麦 水稻 玉米 棉花 甜瓜
几种主要农作物种子萌发的温度范围
温 最低 3-5 3-5 10-12
最适 15-31 19-27 30-37
度 最高 30-43 30-40 40-42
五、 程序性细胞死亡
（programmed cell death, PCD) 由细胞自身一系列基因表达导致的细
胞自然死亡过程称程序性细胞死亡.√ 被看作是细胞积极，主动的一种死亡过 程。
（一）发生情况 1、植物发育过程中的细胞死亡√
如：种子萌发后糊粉层细胞死亡； 根尖生长时根冠细胞死亡； 导管的形成等。
图10-4 萌发种子中物质的转化
3、种子的寿命（生活力）
①定义：指从种子采收到失去发芽力的时间。
TTC染色法：胚呼吸使TTC还原为红色物 质，胚被染成红色。
②顽拗性种子:寿命短，不耐脱水干燥，不 耐零下低温，如荔枝，龙眼，椰子，芒果等。
③影响种子寿命的因素（贮藏条件）
4、种子活力：种子在田间萌发形成健壮幼 苗的能力。
在农业生产上，可用修剪、去尖、打顶，生 长调节剂等来调控植物的顶端优势。√
木材、麻类、向日葵要促进茎的顶端优势；
经济树种（茶、桑）、大豆、棉花等则要去 尖、打顶，削弱顶端优势，以促进分支，增 加产量；
白菜移栽需断主根削弱顶端优势，促进侧根 发育。
萝卜不能移栽，目的是维持根的顶端优势。
3、营养生长和生殖生长的相关性√ （1）统一方面
旱长根， 水长苗 ⑶ 影响因素：水分、N、 P、 K √
影响根冠比的因素 ①不同植物或不同品种的根冠比不同。 ②不同时期根冠比不同。
如甘薯：小→大；小麦：大→小 ③外界条件对根冠比影响√ 水分：亏缺时大，充足时小。旱长根， 水长苗 矿质： N多根冠比小； P、K充足根冠比大。利于糖类合成运
输
光照：强光照根冠比大。加速蒸腾，地上部生长受抑制 温度：高，根冠比小。
思考：如何利用根冠比有关知识进行小麦、甘薯管理？
在农业生产上，可用水肥措施、修剪、生长调节剂等来调控作物 的根冠比，促进收获器官的生长。√
2、主茎和侧枝、侧芽生长的相关性√ （1）顶端优势现象(Apical dorminance)： 顶端生长完全或部分抑制侧枝或侧芽生长的现 象。√ 植物的顶端优势强弱不同 主根和侧根也表现生长的相关性 （2）生长素梯度学说：√ 除IAA外，CTK可能也参与了 顶端优势调控，可削弱顶端优势
营养生长是生殖生长的物质基础。只有根深叶茂， 才能果实累累。
生殖过程中产生的激素类物质又作用于营养生长。 （2）矛盾方面
a.营养器官生长过旺，消耗较多养分，影响生殖器 官的生长。
b.生殖器官的生长抑制营养器官的生长。
√果树的大小年、隔年果；
应用：棉花整枝打杈；果树剪枝、疏花疏果
三、植物的再生：扦插繁殖
表 8-1 各种主要作物种子萌发时的最低吸水百分率（风干重的%）
作物种类
吸水率(%)
作物种类
吸水率(%)
水稻